基于网络药理学和分子对接研究丹参-赤芍药对治疗结直肠癌的作用机制

基于网络药理学和分子对接研究丹参-赤芍药对治疗结直肠癌的作用机制
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DOI：
10.7501/j.issn.0253-2670.2022.18.016
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发表时间：
2022
期刊：
中草药
影响因子：
--
通讯作者：
孟静岩
孟静岩
中科院分区：
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文献类型：
--
作者：
王方园;王栋;孔宪斌;时浩洋;赵爽;杨玉莹;孟静岩

文献摘要

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目的基于网络药理学和分子对接技术探究丹参-赤芍药对治疗结直肠癌(colorectal cancer,CRC)的作用机制,并进一步运用体外细胞实验进行验证。方法通过TCMSP数据库筛选出丹参-赤芍药对活性成分及其对应的靶点,通过检索GeneCards、OMIM、PharmGkb、TTD、DrugBank数据库检索获得CRC相关靶点,将丹参-赤芍活性成分靶点与CRC靶点取交集,采用Cytoscape 3.8.2软件构建"药物-成分-疾病-靶点"网络,运用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,运用R语言进行基因本体(gene ontology,GO)功能及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析;选取关键靶点及核心活性成分,使用AutoDock软件进行分子对接。通过体外细胞实验验证网络药理学结果,分别采用MTT及划痕实验检测丹参-赤芍药对对HCT116细胞增殖及迁移能力的影响,采用qRT-PCR及Western blotting检测丹参-赤芍药对对网络药理学核心靶点表达的影响。结果网络药理学预测显示,丹参-赤芍药对活性成分206个,共有352个对应的靶基因,CRC疾病相关靶点9143个,得到交集靶点283个。通过PPI网络筛选得到丹参-赤芍药对治疗CRC的关键治疗靶点3个:雌激素受体1(estrogen receptor 1,ESR1)、黏着连接蛋白β1(catenin β1,CTNNB1)和视网膜母细胞瘤基因1(retinoblastoma 1,RB1)。GO功能和KEGG通路分析显示,关键靶点涉及磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)信号通路、p53信号通路、缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)、细胞凋亡等。分子对接结果显示关键靶点与重要活性成分结合构象稳定,筛选出丹参-赤芍药对治疗CRC的核心活性成分主要是黄芩苷、芍药内酯苷、苯甲酰芍药苷等。MTT及划痕实验表明,丹参-赤芍药对对HCT116细胞增殖和迁移能力具有明显的抑制作用(P<0.05、0.01);丹参-赤芍药对显著抑制ESR1和CTNNB1 mRNA表达水平(P<0.05、0.01),显著上调RB1 mRNA表达水平(P<0.05);显著下调ESR1、β-catenin、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cystein-asparate protease-3,Caspase-3)和聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶(poly-ADP-ribose polymerase,PARP)蛋白表达水平(P<0.05、0.01),显著上调RB1蛋白表达水平(P<0.05、0.01)。结论丹参-赤芍药对可能作用于ESR1、CTNNB1和RB1等靶点,通过PI3K-Akt信号通路、 TNF信号通路、p53信号通路、HIF-1信号通路等相关通路,从而抑制CRC细胞的增殖和迁移能力。